驱动单元和用于操作驱动单元的方法技术

一种用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）的振荡驱动单元，包括具有至少两个平行于参考平面（28）延伸的臂（21，22）的谐振器（2），其中一个臂（21，22）包括通过振荡运动可移动的接触元件（31），用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）。所述至少两个臂（21，22）以基本对称的方式延伸，并且臂（21，22）中的另一个被布置成不与被动元件（4）接触。不与被动元件（4）接触。不与被动元件（4）接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动单元和用于操作驱动单元的方法


[0001]本专利技术涉及小型化驱动器领域，例如压电驱动器。更特别地，本专利技术涉及如对应独立权利要求的前序部分所述的一种驱动单元和一种用于操作驱动单元的方法。

技术介绍

[0002]这种驱动器在例如申请人的WO 2006/000118 A1或US 7,429,812 B2中公开。需要进一步改进这种驱动器，特别是通过简化其构造并使其更适合小型化和大规模生产。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的目的是创造一种具有简化的构造和/或提高的性能的最初提到的类型的驱动单元，以及一种用于操作这种驱动单元的方法。
[0004]这些目的通过根据权利要求的驱动单元和用于操作驱动单元的方法来实现。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于相对于主动元件驱动被动元件的驱动单元，其中主动元件包括谐振器和用于激励谐振器中的振荡的至少一个激励装置，该谐振器包括从谐振器的连接区域延伸的至少两个臂，连接区域和臂平行于参考平面延伸，所述臂中的第一臂在该臂的外端处包括接触元件，接触元件通过第一臂的振荡运动是可移动的，被动元件被布置成通过这些振荡运动相对于主动元件被驱动和移动；被动元件包括第一接触区域，第一接触区域被布置成与第一接触元件接触。
[0006]其中，所述至少两个臂以基本对称的方式从连接区域延伸；谐振器及其部分一体成形为单片材料；并且第二臂被布置成不与被动元件接触。
[0007]根据第一方面的专利技术可以单独实施或者与根据一个或多个其他方面的专利技术结合实施。
[0008]因此，第二臂不驱动被动元件。通过仅用一个臂驱动被动元件，以下一者或多者成为可能：
·
旋转驱动器可以被构造成具有另一个臂，该另一个臂用作被动元件的与第一臂相对的支承件，并且不赋予驱动被动元件的扭矩。另一个臂和驱动臂可以与谐振器在同一（参考）平面上，从而简化了构造。
[0009]·
平行于参考平面或谐振器平面作用的预应力可以例如通过这种另一个臂施加，并且也可以作用在被驱动部分上。
[0010]·
线性驱动器可以被构造成在谐振器的平面内具有任意长范围的线性运动，与被动元件在所述平面中在主动元件的两个臂之间移动的驱动相反。
[0011]典型地，接触元件的运动通常是椭圆形的，并且运动的方向——从到参考平面上
的投影来看是顺时针或逆时针——可以通过激励装置的激励频率来控制，如申请人的在先WO 2006/000118 A1或US 7,429,812 B2中所解释的。
[0012]在实施例中，谐振器及其部分由单片片材材料、特别是片材金属制成。
[0013]在实施例中，第二臂被布置成以平衡第一臂的振荡运动的振荡运动移动。
[0014]也就是说，当激励装置以用于相对于主动元件驱动被动元件的频率被激励时，第一臂和第二臂以彼此平衡的运动而振动。
[0015]这里提出的这种谐振器通常具有对应于谐振器几何形状对称轴线的谐振器轴线。对于大致平面形状的谐振器，谐振器轴线位于其参考平面内。相对于谐振器轴线的对称性被理解为对应于臂的大致形状，并且在臂的形状细节方面可能并不完美。
[0016]因此，尽管所述至少两个臂从连接区域以基本对称的方式延伸，但是它们的形状或轮廓的细节可以不同。例如，从臂延伸的方向测量，一个臂可以比另一个更短。例如，它可以比另一个臂短高达10%或高达20%或高达30%或高达40%。
[0017]臂相对于谐振器轴线或对称点彼此对称地布置，允许当臂振动时，臂的运动彼此平衡。结果，谐振器的振荡运动可以相对于谐振器轴线基本对称。
[0018]在实施例中，谐振器在其处附接到承载谐振器的另一元件的一个或多个附接区域位于谐振器轴线上。
[0019]在实施例中，激励装置的中心位于谐振器轴线上（两者都投影到参考平面上）。
[0020]在实施例中，谐振器轴线对应于谐振器的区域，其中，在主动元件的操作中，该区域的振荡幅度最低。
[0021]在实施例中，第一臂和第二臂被布置成彼此2重旋转对称，其中对称轴线垂直于参考平面。
[0022]2重旋转对称是轴对称的一种特殊情况，在这种情况下，一个物体通过围绕对称轴线的a0
°
旋转与其自身相匹配。
[0023]在实施例中，第一臂和第二臂被布置成彼此镜像对称，镜像平面垂直于参考平面，第一臂和第二臂被布置在镜像平面的相对侧处，并且
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第一臂抑或第二臂沿垂直于镜像平面的方向延伸，
·
或者第一臂和第二臂沿垂直于镜像平面的方向延伸。
[0024]在实施例中，镜像平面包括谐振器轴线。在这种情况下，它同样是这样的情况：第一臂和第二臂布置在谐振器轴线的相对两侧处，并且——取决于实施例——分别在平行于或垂直于谐振器轴线的方向上延伸。
[0025]在实施例中，被动元件被布置成当由第一臂驱动时以线性运动移动。
[0026]在实施例中，被动元件被布置成当由第一臂驱动时以旋转运动移动。
[0027]在实施例中，除了第一臂和第二臂之外，主动元件还包括支承臂，支承臂包括支承区域，借助于该支承区域，特别是当主动元件未被激励时，支承臂抵靠第一臂、特别是第一臂的第一接触元件在被动元件上施加预应力。
[0028]预应力可以由支承臂的永久变形产生，特别是由支承臂的弯曲、扭转和/或剪切产生。
[0029]在实施例中，当主动元件以借助于第一臂相对于主动元件驱动被动元件的频率被激励时，支承臂振荡，而不向被动元件赋予相对于主动元件驱动被动元件的力。
[0030]在实施例中，当主动元件以借助于第一臂相对于主动元件驱动被动元件的频率被激励时，振荡支承臂的支承区域交替地朝向被动元件移动，从而与被动元件接触，并且远离被动元件，从而与被动元件失去接触。
[0031]在实施例中，当激励装置以用于借助于第一臂相对于主动元件驱动被动元件的频率被激励时，支承臂包括至少三个振荡节点。
[0032]支承臂不同于第二臂和第一臂。换句话说，支承臂和第二臂以及第一臂不是相同的臂。
[0033]在实施例中，承载区域包括承载指形件，被动元件布置在承载指形件之间。
[0034]在实施例中，连接区域基本上是矩形形状。激励装置通常也基本上是矩形的。对应于连接区域的矩形近似的矩形的边可以与对应于激励装置的矩形近似的矩形的边平行对齐。
[0035]谐振器及其部分是一体成形的装置，换句话说，意味着谐振器的部分（诸如连接区域、第一和第二臂、附接区域以及任选的支承臂）与谐振器一起制造为单个部分。这可以通过例如从一片片材金属冲压或切割谐振器、或者通过铸造、或者通过增材制造工艺来实现。
[0036]用于操作驱动单元的方法包括以下步骤：以一定频率激励主动元件，以通过执行振荡运动来借助于第一臂相对于主动元件驱动被动元件，并且借助于支承臂相对于主动元件间歇地保持和释放被动元件。
[0037]取决于频率，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）的驱动单元，其中，所述主动元件（1）包括谐振器（2）和用于激励所述谐振器（2）中的振荡的至少一个激励装置（23），所述谐振器（2）包括从所述谐振器（2）的连接区域（20）延伸的至少两个臂（21，22），所述连接区域（20）和所述臂（21，22）平行于参考平面（28）延伸，所述臂（21，22）中的第一臂（21）在该臂的外端处包括接触元件（31），所述接触元件（31）通过所述第一臂（21）的振荡运动是可移动的，所述被动元件（4）被布置成通过这些振荡运动相对于所述主动元件（1）被驱动和移动；所述被动元件（4）包括第一接触区域（41），所述第一接触区域（41）被布置成与所述第一接触元件（31）接触；其中，所述至少两个臂（21，22）以基本对称的方式从所述连接区域（20）延伸；其中，所述谐振器（2）及其部分一体成形为单件材料；其特征在于所述第二臂（22）布置成不与所述被动元件（4）接触。2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，所述第二臂（22）被布置成以平衡所述第一臂（21）的振荡运动的振荡运动移动。3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其中，所述第一臂（21）和第二臂（22）布置成彼此2重旋转对称，其中对称轴线垂直于所述参考平面（28）。4.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其中，所述第一臂（21）和第二臂（22）彼此镜像对称地布置，其中，镜像平面垂直于所述参考平面（28），所述第一臂（21）和第二臂（22）布置在所述镜像平面的相对两侧处，并且
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所述第一臂（21）和第二臂（22）在垂直于所述镜像平面（28）的方向上延伸，抑或
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所述第一臂（21）和第二臂（22）在垂直于镜像平面（28）的方向上延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元，其中，除了所述第一臂（21）和第二臂（22）之外，所述主动元件（1）还包括支承臂（8），所述支承臂（8）包括支承区域（81），借助于所述支承区域（81），特别是当所述主动元件（1）未被激励时，所述支承臂（8）抵靠所述第一臂（21）、特别是所述第一臂（21）的第一接触元件（31）在所述被动元件（4）上施加预应力。6.根据权利要求5所述的驱动单元，其中，当所述主动元件（1）以借助于所述第一臂（21）相对于所述主动元件（1）驱动所述被动元件（4）的频率被激励时，所述支承臂（8）振荡，而不向所述被动元件（4）赋予相对于所述主动元件（1）驱动所述被动元件（4）的力。7.根据权利要求6所述的驱动单元，其中，当所述主动元件（1）以用于借助于所述第一臂（21）相对于所述主动元件（1）驱动所述被动元件（4）的频率被激励时，所述振荡支承臂（8）的支承区域（81）交替地朝向所述被动元件（4）移动，从而与所述被动元件（4）接触，并且远离所述被动元件（4），由此与所述被动元件（4）失去接触，并且因此减小所述支承区域（81）中的摩擦力。8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于操作驱动单元的方法，包括以如下频率激励主动元件（1）的步骤
·
该频率用于通过执行振荡运动借助于第一臂（21）相对于所述主动元件（1）驱动所述被动元件（4），
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该频率用于借助于所述支承臂（8）相对于所述主动元件（1）间歇地保持和释放所述被动元件（4）。9.任选地根据前述权利要求中任一项所述的用于相对于主动元件（1）驱动被动元件（4）的驱动单元，其中，所述主动元件（1）包括谐振器（2）和用于激励谐振器（2）中的振荡的至少一个激励装置（23），所述谐振器（2）包括从所述谐振器（2）的连接区域（20）延伸的至少一个臂（21，22），所述连接区域（20）和所述至少一个臂（21，22）平行于参考平面（28）延伸，所述至少一个臂（21，22）在该臂的外端处包括接触元件（31），所述接触元件（31）通过所述至少一个臂（21）的振荡运动是可移动的，所述被动元件（4）被布置成通过这些振荡运动相对于所述主动元件（1）被驱动和移动；所述被动元件（4）包括第一接触区域（41），所述第一接触区域（41）被布置成与所述第一接触元件（31）接触；其特征在于弹性预应力元件（6）被布置成施加预应力，特别是当主动元件（1）未被激励时，所述预应力至少将所述第一接触元件（31）推向所述第一接触区域（41），并且其中所述被动元件（4）借助于所述预应力保持抵靠主动元件（1）就位。10.根据权利要求11所述的驱动单元，其中，所述被动元件（4）和所述主动元件（1）被布置成相对于基座元件（5）移动被驱动部分（7），所述被驱动部分（7）借助于接合部（51，52，53）在其相对于所述基座元件（5）的移动方面部分地受到约束，并且所述被动元件（4）借助于所述预应力保持在所述接合部中。11.根据权利要求10所述的驱动单元，其中，所述接合部是滚动接合部，所述滚动接合部包括布置在所述基座元件（5）和所述被驱动部分（7）之间的辊。12.根据权利要求9至11中任一项所述的驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：米尼斯怀斯股份公司，
类型：发明
国别省市：